核主泵用流体动压型机械密封耦合模型与性能分析-摩擦学学报.pdf

第卷第期 摩擦学学报 ３３ 　 ２ Ｖｏｌ３３　 Ｎｏ２ 年月 Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ ， ２０１３ ３ Ｍａｒ ２０１３ 核主泵用流体动压型机械密封 耦合模型与性能分析  王小燕，孟祥铠，刘鑫，盛颂恩，彭旭东　 （浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心，浙江杭州 ） 　 ３１００３２ 摘要：　 以某型核主泵用流体动压型机械密封为对象，考虑密封环组件的接触和密封端面的流固耦合作用，建立了 密封组件三维多场耦合模型，结合有限差分法和有限单元法，采用数值迭代技术进行了耦合场的计算．研究了高压 下密封端面变形的特点和规律，分析了密封压力对密封性能的影响作用结果表明：密封环端面产生径向收敛锥度． 和周向波度，高压侧密封深槽对密封端面周向波度的生成起重要作用，密封端面锥度的形成与密封环宏观结构密切 相关．随密封压力的增大，密封端面收敛锥度和波度均增大，密封泄漏率增加，而端面摩擦系数减小．为在高压下形 成较大的波度，建议将动压深槽加工在软质密封环端面上． 关键词：核主泵；流体动压机械密封；有限元；密封性能；耦合模型 中图分类号：ＴＨ１１７．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００４－０５９５（２０１３）０２－０１６９－０８ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｍｏｄｅｌ ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｅａｌ ｆｏｒ Ｒｅａｃｔｏｒ Ｃｏｏｌａｎｔ Ｐｕｍｐ  ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｙａｎ，ＭＥＮＧ Ｘｉａｎｇ－ｋａｉ ，ＬＩＵ Ｘｉｎ，ＳＨＥＮＧ Ｓｏｎｇ－ｅｎ，ＰＥＮＧ Ｘｕ－ｄｏｎｇ （（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ， ， ， ， ） Ｉｔｓ Ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｏｆ ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００３２ Ｃｈｉｎａ ： ， Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａ ｔｙｐｅ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅｄ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｅａｌ ｉｎ ｒｅａｃｔｏｒ ｃｏｏｌａｎｔ ｐｕｍｐ ａ ｔｈｒｅｅ －ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｕｌｔｉ－ｆｉｅｌｄ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｓｅａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｄ ｆｌｕｉｄ － ｓｏｌｉｄ ｃｏｕｐｌｉｎｇ